(57)【要約】【課題】  ミストによる機内汚染を低減し、印刷可能枚数の向上と高速高画質画像を可能とするインクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】  複数の物性の異なるインク（顔料インク）を有し、各色インクに対応したノズル列を配置し、該ノズル列のノズルは同一構造で且つ各色同一エネルギーを与えて液滴を吐出するインクジェットヘッドにおいて、１．粘度の低いインクのノズル列を外側に配置する．２．表面張力の高いインクのノズル列を外側に配置する．【選択図】  図１
2007111903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一記録素子基板上に異なる種類の記録液滴を吐出するための複数のノズル列と該ノズル列の各々のノズルに対応する記録素子が配設され、前記異なる記録液滴は少なくとも２つの異なる物性値を有し、前記記録素子基板の周囲に配設されて外部から電気的記録信号を与えるための配線基板と、前記記録素子基板に記録液滴を供給するための液滴供給通路が形成される流路形成部材とを有し、印加パルスを前記記録素子に与えて液滴を吐出させることによって記録液滴を被記録媒体上に着弾させて画像を形成するインクジェット記録装置において、
粘度の低い前記記録液滴のノズル列を、粘度の高い前記記録液滴のノズル列よりも外側に配置することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
粘度差が０．８ｍＰａ・ｓ以上ある前記記録液滴を少なくとも２つ持つことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
同一記録素子基板上に異なる種類の記録液滴を吐出するための複数のノズル列と該ノズル列の各々のノズルに対応する記録素子が配設され、前記異なる記録液滴は少なくとも２つの異なる物性値を有し、前記記録素子基板の周囲に配設されて外部から電気的記録信号を与えるための配線基板と、前記記録素子基板に記録液滴を供給するための液滴供給通路が形成される流路形成部材とを有し、印加パルスを前記記録素子に与えて液滴を吐出させることによって記録液滴を被記録媒体上に着弾させて画像を形成するインクジェット記録装置において、
表面張力の高い前記記録液滴のノズル列を、表面張力の低い前記記録液滴のノズル列よりも外側に配置することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
表面張力差が５．０ｍＮ／ｍ以上ある前記記録液滴を少なくとも２つ持つことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
同一記録素子基板上に異なる種類の記録液滴を吐出するための複数のノズル列と該ノズル列の各々のノズルに対応する記録素子が配設され、前記異なる記録液滴は少なくとも２つの異なる物性値を有し、前記記録素子基板の周囲に配設されて外部から電気的記録信号を与えるための配線基板と、前記記録素子基板に記録液滴を供給するための液滴供給通路が形成される流路形成部材とを有し、印加パルスを前記記録素子に与えて液滴を吐出させることによって記録液滴を被記録媒体上に着弾させて画像を形成するインクジェット記録装置において、
色材濃度の低い前記記録液滴のノズル列を、色材濃度の高い前記記録液滴のノズル列よりも外側に配置することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
色材濃度差が３倍以上ある前記記録液滴を少なくとも２つ持つことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
請求項１から６に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記記録液滴は全て顔料インクであることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に対して記録液滴（以後、インクと称す）を吐出することにより記録を行うインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方法は、低騒音、低ランニングコストであると共に、装置の小型化がしやすいことや、カラー化が容易であるといった利点を有している。
【０００３】
また、記録画像を形成するインク滴のドットサイズに関してはグレースケールのハーフトーン部や、カラーフォト画像における中間調、ハイライト部での粒状性を軽減させるべく、特にカラーインクを吐出させる記録ヘッドではインク滴の液滴サイズが年々小液滴化する傾向にある。特にデジタル入力機器の進化、普及に伴い、写真などの高精細画像の印刷、および品位要求が高まりつづけ、更なる小液滴化の必要性も高まりつづけている。
【０００４】
また近年、従来の染料インクと比べて、特に耐候性、耐水性及び印字品質に優れる顔料インクは産業用、オフィス用インクジェットプリンタのインク用として用途を拡大している。
【０００５】
染料に比べ、顔料は物理・化学的に安定でありインクジェット用色材として利用価値は非常に高いと考えられている。但し、インク製造の工程においては、染料は溶媒に混合溶解するだけだが、顔料は一般的に水などの溶媒に不溶のため、適切な分散処理が必要となる。即ち、顔料微粒子を溶媒中に均一に分散させ、再凝集しないようにその分散状態を永く安定維持させる分散技術が必要となる。
【０００６】
上述の顔料を安定分散させる為に、一般的に界面活性剤や高分子分散剤を添加する処方が用いられている。顔料表面に吸着する疎水性の部分と、水中に広がって立体的、静電気的な分散安定性を生み出す親水性の部分の組成を最適にコントロールすることにより、分散時の安定性、印字時の信頼性に優れるインクが開発されている。
【０００７】
また、各色の顔料色材によっても、前記高分子分散剤の種類や添加量を変えて最適化処理を施している。このように各顔料色材によって処方が異なるため、各色によって顔料インクの物性値が異なるものとなっているのが現状である。
【０００８】
これらの顔料インクを使用するインクジェット方式の記録装置では、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と交差する方向に主走査するシリアルスキャン方式を採るシリアルタイプの記録装置においては、記録媒体に沿って主走査方向に移動するキャリッジ上に搭載した記録ヘッドのノズルによって画像を記録し、１行分の記録を終了した後（往路側記録）に副走査方向に所定量の紙送り（ピッチ送り）を行なう。さらに、次の行の記録を一括して行なう（復路側記録）という動作を繰り返すことにより、記録媒体全体の記録が行なわれる。１行分を複数のパスに分割して記録を行うことも可能である。このように記録媒体の幅方向に多数の吐出口を配列したシリアルタイプの記録ヘッドを使用したインクジェット方式の記録装置は、記録の一層の高速化、装置のコンパクト化を実現できるものである。
【０００９】
従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平１１−２４０１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、異なる物性を持った顔料インクを使用する上述のインクジェット記録装置では、インクの物性差で吐出状態が異なることにより、ミストの発生量に差異(多い、少ない)が表れる。主滴吐出時に発生する副次的な液滴（サテライト）の一部はミストとなる。前記ミストは機内に浮遊して機内汚染によるエンコーダ読み取り不具合や記録媒体への２次汚染を誘発する問題がある。ミスト発生の大小は、各顔料インクの物性差によるところが大きく、各色に対応するノズルから同一の吐出量の液滴を吐出させたときにサテライトの飛翔状態が各色で異なるために発生する。
【００１１】
本発明者の詳細な実験によると、インクの物性（粘度と表面張力）によってその吐出状態は大きく変わる。即ち、同一の液滴吐出速度、同一の液滴吐出量の前提では、粘度が大きくなるほど吐出後の液柱長さ（主滴からサテライトの後端までの長さ）は大きくなり、サテライト数は増加する。又、表面張力が大きくなるほどサテライトの個数は少なくなる傾向にあることが観察されている。サテライトの個数とミスト量との関係は、サテライトの個数が多いほどミスト量は大きくなる傾向にある、という相関関係がわかっている。
【００１２】
これによって粘度の大きい液滴のミスト量は、粘度の小さい液滴のミスト量より多い、又、表面張力の大きい液滴のミスト量は、表面張力の小さい液滴のミスト量より少ない、という知見が得られている。
【００１３】
特に、各色を同時に使うデューティーの高い写真画像や高速印刷を目的とした高速記録ヘッド移動を行うような記録モードにおいては、色毎のミスト量差は一層大きくなり、機内汚染に及ぼす影響は大きい。又、小液滴になるほどサテライトドットの一部が浮遊ミストになりやすく機内汚染は顕著に現れる。
【００１４】
以上より、小液滴顔料インクの使用に伴い、従来の染料インクよりミストを抑制し、機内汚染を軽減する手段が必要となる。本発明では、この問題を解決しスループットをダウンさせずに小液滴顔料インクでの高速高画質印刷を実現する手段を提案する。
【００１５】
（発明の目的）
本発明は、記録ヘッドから被記録媒体上へ複数種の顔料インクを着弾させて画像形成を行う際、高精細かつ高階調の高品位記録画像を従来の染料インクと同様にスル−プットダウンすることなく印刷できるインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者はこの手段に対して鋭意検討を行い、顔料インク種の物性によって吐出状態がどのように変化するかを探索した。具体的には記録ヘッドのインク種別に液柱長さ（主滴からサテライト後端までの長さ）、サテライト個数を測定し、インク種別（物性別）にサテライト発生状況を解析して高デューティ写真画像や高速印刷時においてもミストによる機内汚染を低減する方法を発見することである。
【００１７】
この結果、記録ヘッドから被記録媒体上へ複数種の顔料インクを着弾させて画像形成を行う際、スル−プットダウンすることなく高速で高品位な画像を印刷できる新たな手段を発見するに至った。
【００１８】
上記目的を実現するため、同一記録素子基板上に異なる種類の記録液滴を吐出するための複数のノズル列と該ノズル列の各々のノズルに対応する記録素子が配設され、前記異なる記録液滴は少なくとも２つの異なる物性値を有し、前記記録素子基板の周囲に配設されて外部から電気的記録信号を与えるための配線基板と、前記記録素子基板に記録液滴を供給するための液滴供給通路が形成される流路形成部材とを有し、印加パルスを前記記録素子に与えて液滴を吐出させることによって記録液滴を被記録媒体上に着弾させて画像を形成するインクジェット記録装置において、粘度の低い前記記録液滴のノズル列を、粘度の高い前記記録液滴のノズル列よりも外側に配置することを特徴とし、表面張力の高い前記記録液滴のノズル列を、表面張力の低い前記記録液滴のノズル列よりも外側に配置することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの構成とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、顔料インク各色の吐出時の駆動電圧や駆動パルス条件を変えることなく、顔料インクの物性値に応じてノズル列を配置することにより、機内ミスト汚染を低減して印刷可能枚数の向上と高品位画像を得ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施例１）
第一の実施形態では、記録装置、および記録ヘッドカートリッジの基本的な構成と本発明における記録ヘッド部の液滴サイズ構成を示した。以下、図面を参照して本発明の記録装置に係る実施形態を説明する。
【００２１】
図５は、本発明を適用したインクジェット記録ヘッドの実施形態における主要部の構成を示す図である。
【００２２】
＜記録装置＞
図５において、記録ヘッドカートリッジ１がキャリッジ２に交換可能に搭載されている。記録ヘッドカートリッジ１は、記録ヘッド部およびインクタンク部を有するいわゆるカートリッジ方式である。また、ヘッド部を駆動するための信号などを授受するためのコネクタが設けられている（不図示）。
【００２３】
記録ヘッドカートリッジ１はキャリッジ２に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ２には、上記コネクターを介して各記録ヘッドカートリッジ１に駆動信号等を伝達するためのコネクタ・ホルダ（電気接続部）が設けられている。
【００２４】
キャリッジ２は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイド・シャフト３に沿って往復移動可能に案内支持されている。そして、キャリッジ２は主走査モータ４によりモータ・プーリ５、従動プーリ６およびタイミング・ベルト７等の駆動機構を介して駆動されるとともにその位置及び移動が制御される。また、ホームポジションセンサ８がキャリッジに設けられている。これにより遮蔽板９の位置をキャリッジ２上のホームポジションセンサ８が通過した際に位置を知ることが可能となる。
【００２５】
プリント用紙やプラスチック薄板等の被記録媒体１０は給紙モータ１１からギアを介してピックアップローラ１２を回転させることによりオートシートフィーダ（以降ＡＳＦ）１３から一枚ずつ分離給紙される。更に搬送ローラ１４の回転により、記録ヘッドカートリッジ１の吐出口面と対向する位置（プリント部）を通って搬送（副走査）される。搬送ローラ１４はＬＦモータ１５の回転によりギアを介して行われる。その際、給紙されたかどうかの判定と給紙時の頭出し位置の確定は、ペーパエンドセンサ１６を被記録媒体１０が通過した時点で行われる。更に、被記録媒体１０の後端が実際にどこに有り、実際の後端から現在の記録位置を最終的に割り出す為にもペーパエンドセンサ１６は使用されている。
【００２６】
なお、被記録媒体１０は、プリント部において平坦なプリント面を形成するように、その裏面をプラテン（不図示）により支持されている。この場合、キャリッジ２に搭載された各記録ヘッドカートリッジ１は、それらの吐出口面がキャリッジ２から下方へ突出して前記２組の搬送ローラ対の間で被記録媒体１０と平行になるように保持されている。
【００２７】
記録ヘッドカートリッジ１は例えば、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたものである。すなわち記録ヘッドカートリッジ１の記録ヘッド部は、上記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーによる膜沸騰により生じる気泡の圧力を利用して、吐出口よりインクを吐出してプリントを行うものである。もちろん、圧電素子によってインクを吐出する等、その他の方式であっても良い。
【００２８】
図６は、上記インクジェット記録ヘッドにおける制御回路の概略構成例のブロック図を示す。同図において、コントローラ２１は主制御部であり、例えばマイクロ・コンピュータ形態のＣＰＵ２２、プログラムや所要のテーブルその他の固定データを格納したＲＯＭ２３、画像データを展開する領域や作業用の領域等を設けたＲＡＭ２４を有する。ホスト装置２５は、画像データの供給源（プリントに係る画像等のデータの作成、処理等を行うコンピュータとする他、画像読み取り用のリーダ部等の形態であってもよい）である。画像データ、その他のコマンド、ステータス信号等は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２６介してコントローラ２１と送受信される。
【００２９】
電源スイッチ２７、吸引回復の起動を指示するための回復スイッチ２８等は操作者による指示入力を受容するスイッチ群である。
【００３０】
センサ群２９は装置の状態を検出するためのセンサ群であり、上述のホームポジションセンサ８、プリント媒体の有無を検出するためのペーパエンドセンサ１６、および環境温度を検出するために適宜の部位に設けられた温度センサ３０等を有する。
【００３１】
ヘッド・ドライバ３１は、プリント・データ等に応じて記録ヘッドカートリッジ１の吐出ヒータ２５を駆動するドライバである。ヘッド・ドライバ２４０は、プリントデータを吐出ヒータ３２の位置に対応させて整列させるシフト・レジスタ、適宜のタイミングでラッチするラッチ回路、駆動タイミング信号に同期して吐出ヒータを作動させる論理回路素子の他、ドット形成位置合わせのために駆動タイミング（吐出タイミング）を適切に設定するタイミング設定部等を有する。
【００３２】
記録ヘッドカートリッジ１には、サブヒータ３３が設けられている。サブヒータ３３はインクの吐出特性を安定させるための温度調整を行うものであり、吐出ヒータ３２と同時に記録ヘッド基板上に形成された形態、または記録ヘッドカートリッジに取り付けられる形態とすることができる。
【００３３】
モータ・ドライバ３４は主走査モータ３５を駆動するドライバであり、副走査モータ３４は被記録媒体１０を搬送（副走査）するために用いられるモータであり、モータ・ドライバ３７はそのドライバである。
【００３４】
給紙モータ３８は被記録媒体１０をＡＳＦから分離、給紙するために用いられるモータであり、モータ・ドライバ３９はそのドライバである。
【００３５】
＜記録ヘッドカートリッジ＞
ここで、前記記録ヘッドカートリッジについて図面を用いて説明する。
【００３６】
図７から図８は、本発明が実施または適用される好適な記録ヘッドカートリッジ（液体吐出記録ヘッドカートリッジ）、その記録ヘッド部、インク（液体）を保持するインクタンク部のそれぞれ、およびそれぞれの関係を説明するための説明図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素について説明する。
【００３７】
本発明の記録ヘッド部５１は、図７から８の斜視図でわかるように、記録ヘッドカートリッジ５２を構成する一構成要素であり、記録ヘッドカートリッジ５２は、記録ヘッド部５１とこれに着脱自在に設けられたインクタンク５３とで構成されている。この記録ヘッドカートリッジ５２は、インクジェット記録ヘッド本体のキャリッジに、位置決め手段によって位置決めされ、電気的接点の接触により電気的に接続され固定支持されて載置されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっている。
【００３８】
インクタンク５３としては、淡シアンインク用のインクタンク５４、イエローインク用のインクタンク５５、マゼンタインク用のインクタンク５６、シアンインク用のインクタンク５７、ブラックインク用のインクタンク５８、淡マゼンタインク用のインクタンク５９の６つが設けられている。これらのインクタンク５４、５５，５６，５７、５８，５９はそれぞれが記録ヘッド部５１に対して独立して着脱自在であり、それぞれ個別に交換可能となっている。このような構成とすることにより、インクタンク５３を適宜交換して、インクを無駄無く使用できるので、インクジェット記録ヘッドの印刷のランニングコストを低く抑えることができる。
【００３９】
次に記録ヘッド部５１に関して、それを構成しているそれぞれの構成要素毎にさらに詳しく順を追って説明する。
【００４０】
記録ヘッド部５１に搭載されている記録ヘッドは、電気信号に応じてインクに対して膜沸騰を生じさせるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）方式の記録ヘッドであり、電気熱変換体とインク吐出口とが対向するように配置された、いわゆるサイドシュータ型の記録ヘッドである。
【００４１】
記録ヘッド部５１は、記録素子ユニット６１とインク供給ユニット（液体供給ユニット）６１とタンクホルダー６４とから構成されている。
【００４２】
記録素子ユニット６１は、記録素子基板、プレート、電気配線テープ（電気配線基板）、電気コンタクト基板で構成されている。また、インク供給ユニット６１は、インク供給部材、流路形成部材、ジョイントシール部材、フィルター、シールゴムから構成されている。
【００４３】
プレート６２は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材料で形成されている。プレート６２の素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板の材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する他の材料で作られてもよい。記録素子基板には、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板に、インク流路である長溝状の貫通口であるインク供給口が形成されている。インク供給口を挟んだ両側には、電気熱変換素子がそれぞれ１列ずつ並べて配置されて形成されており、さらに電気熱変換素子に電力を供給するAｌなどからなる電気配線が形成されている。これら電気熱変換素子と電気配線とは成膜技術により形成されている。電気熱変換素子は、各列千鳥状に配列されて、すなわち各列の吐出口の位置が、その並び列方向に直交する方向に並ばないように少しずれて配置されている。さらに、この電気配線に電力を供給するための電極部が電気熱変換素子の両外側の側辺に沿って配列して形成されており、電極部上にはＡｕなどからなるバンプが形成されている。そして、Ｓｉ基板上の、これらが形成された面上には、電気熱変換素子に対応したインク流路を形成するインク流路壁とその上方を覆う天上部とを有し、天井部に吐出口が開口された、樹脂材料からなる構造体がフォトリソ技術によって形成されている。吐出口は、電気熱変換素子に対向して設けられており、吐出口列を形成している。この記録素子において、インク流路から供給されたインクは各電気熱変換素子の発熱によって発生した気泡の圧力によって、各電気熱変換素子に対向する吐出口から吐出される。
【００４４】
インク供給部材は、インクタンク５３から記録素子ユニット６０にインクを導くためのインク供給ユニット６１一構成部品である。インク供給部材、例えば、樹脂成形により形成されている。その樹脂材料には、形状的剛性を向上させるためにガラスフィラーを５〜４０％混入したものを使用することが望ましい。インク供給部材は、タンクホルダー６２と共に、インクタンク５３を脱着自在に収容する収容部を形成している。この収容部には、底部にインクタンク５３のタンク位置決めピンに係合するタンク位置決め穴が設けられており、後側の壁には、インクタンクの爪に係合する穴が設けられている。またインクタンク５３の前部には、収容部の壁に係合する爪が形成された可動レバーが設けられており、このレバーに力を加えて弾性変形させて動かすことにより、インクタンクを取り外せるようになっている。これらの構成のうち、穴はインク供給部材に形成されており、すなわちインク供給部材は、着脱自在のインクタンク５３を保持する手段の一部を構成している。
【００４５】
次に、記録ヘッドユニット６０インク供給ユニット６１との結合について説明する。
【００４６】
記録素子ユニット６０とインク供給ユニット６１とは、プレート６２のインク供給口と、流路形成部材のインク導入口とに対応する位置に穴が設けられたジョイントシール部材を間に挟んでビスによって圧接させて固定して結合されている。ジョイントシール部材はゴムなどの、圧縮永久ひずみが少ない弾性材料から作られており、これを間に挟んで圧接させることで、インク供給口とインク導入口とをインクリークが発生しないように良好に連通させることができる。
【００４７】
そして記録素子ユニット６０の電気コンタクト基板６３はインク供給部材の後面に、位置決めされ固定される。電気コンタクト基板６３の位置決めは、端子位置決め穴にインク供給ユニット６１の後面の２個所に設けられた端子位置決めピンを通すことによって行われる。この際、端子結合穴にインク供給ユニット６１の端子結合ピンが通され、この端子結合ピンをかしめることにより、固定が行われる。固定方法はこれに限られることはなく、その他の固定手段を用いて固定しても良い。
【００４８】
以上のようにインク供給ユニット６１と記録素子ユニット６０とを結合し、さらにインク供給部材とタンクホルダー６４を結合させて、記録ヘッドカートリッジ５２が完成する。
【００４９】
そして記録装置においては、これらの記録ヘッドカートリッジを、例えば、副走査方向（キャリッジ移動方向）に往復移動して、先述の駆動回路によって制御し、同様に用紙搬送を制御した被記録媒体に対して記録を行うものである。
【００５０】
図９は本発明の実施形態ヘッドを説明する為の図であり、記録素子基板９０１を吐出口群側から概略的にみた図であり、色毎に順次吐出口列が平行に配列されている構成を示している。本実施例での記録ヘッドの構成は、液滴サイズ約３ｐｌの淡シアン902、イエロー903、マゼンタ904、シアン905、ブラック906、淡マゼンタ907インク吐出用の吐出口列を配置している。
【００５１】
淡シアンはシアンインクと同一の色材で約１／６の色材濃度をもち、淡マゼンタはマゼンタインクと同一の色材で約１／６の色材濃度をもつ。本実施例で使用するシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、淡シアン、淡マゼンタインクは全て顔料インクであり、シアン、マゼンタ、イエローの粘度は約３．５mPa・s、ブラックの粘度は３．２ｍＰａ・s、淡シアン、淡マゼンタの粘度は約２．５mPa・sの物性値をもつ。
【００５２】
各色で構成される吐出口列の解像度(ノズルピッチに相当)は１列あたり、６００ｄｐｉで、一色あたり２列の吐出口列を有した構成であり、同一色、同一吐出量のノズル列が６００ｄｐｉずれて千鳥に配されている事により、１２００ｄｐｉの解像度を構成している。駆動電圧は２４V、駆動周波数は３０KHz、キャリッジ走査方向は1200dpiの解像度で印字を行い、キャリッジ速度は25inch/secで移動する。
【００５３】
図１０は図９で示したヘッドの吐出口側から見た拡大図である。LC_evenとLC_oddは淡シアンインクを吐出するノズル列902、Y_oddとY_evenはイエローインクを吐出するノズル列903、M_evenとM_oddはマゼンタインクを吐出するノズル列904、C_oddとC_evenはシアンインクを吐出するノズル列905、Bk_evenとBk_oddはブラックインクを吐出するノズル列906、LM_oddとLM_evenは淡マゼンタインクを吐出するノズル列907であり、各々のノズル列は600dpiでodd、evenの２列のノズル列が半ピッチずれて千鳥に配置され、256ノズルの吐出口を有し、各ノズル列の吐出口からは３ｐｌの液滴が吐出される。
【００５４】
図１は前記記録素子基板９０１の各ノズル列からインクが吐出している状態を側面から見た図である。図１（ａ）は、従来のノズル列配置での吐出状態を表す。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、淡シアン、淡マゼンタの順にノズル列が配置されており、駆動条件は、駆動電圧２４．０Ｖ、駆動パルスはプレヒートパルス0.30μs、メインヒートパルス0.52μs、プレヒートとメインヒートパルス間の休止時間0.40μsで駆動する。記録ヘッド52は1200dpiの解像度で主走査方向に25inch/secの速度で移動しながら被記録媒体上に駆動周波数30KHzで吐出を行い、記録ヘッド52と被記録媒体(キヤノン製HR-101)との距離は1.5mm間隔ある。このとき各６色の吐出速度は全色ほぼ等しく約16.0m/sであるが、サテライト（図中102の後端サテライト）速度は各色異なっており、シアン、マゼンタ、イエローは約8.5m/s、ブラックは約9.3m/s、淡シアン、淡マゼンタは約12.5m/sとなっている。従って、主滴101から後端サテライトまでの距離(液柱長さ)もそれに応じて異なっており、シアン、マゼンタ、イエローは約420μm、ブラックは約400μm、淡シアン、淡マゼンタは約310μmとなっている。
【００５５】
本発明者の詳細な観察により、上述の各色の吐出特性差はインクの粘度の差に因るところが大きいとの知見を得た。つまり、インクの粘度が大きいほど液柱長さは長くなり、サテライト数は増加し、ミスト量は増え、機内汚染は増していく。図３は、上述の従来記録ヘッドでの印刷枚数と機内汚染との関係を表したグラフである。印刷パターンはA4サイズの各色平均duty25%の一般的な写真画像である。機内汚染ランクは、記録装置内部を目視で観察し官能評価したもので、１から２ランクは少しの汚れ、３から４ランクは汚れが目立つ、５は非常に汚染されている状態を示し、ランクが大きくなるにつれて機内汚染度は増していく。特にランク５以上になると、機内のエンコーダやセンサ類にミストが付着し読み取りエラーが生じたり、又プラテンに付着したミストによって供給された被記録媒体を汚してしまうという問題が発生してくる。本実験においても、印刷枚数６００枚を超えたところから機内汚染が目立ち始め、約１０００枚ではミスト汚れが非常に多くなり、約１１００枚で機内のエンコーダに多量のミストが付着してエンコーダ読み取りエラーが発生した。
【００５６】
図１（ｂ）は、本実施例の吐出状態を表したもので、ノズル列は淡シアン、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、淡マゼンタの順に配置されている。各色の吐出状態、及び、駆動条件は図１（ａ）と同様である。このノズル配列によると、両外側のノズル列である淡シアンと淡マゼンタのインク粘度（２．５ｍＰａ・ｓ）は他のインク粘度（３．２〜３．５ｍＰ・ｓ）より小さいため、液柱が小さく、サテライト数が少なく、ミスト量が少なくなる。このヘッド構成において印刷枚数と機内汚染との関係を測定したグラフを図４に示す。従来ヘッドに比べて機内汚染の状態は低減されており（図３との比較）、本記録装置の規格印刷枚数である１５００枚以上の印刷が可能となっている。これはサテライトの少ないインク種のノズル列を両端に配置することによって、各色吐出時に両端のノズル列からの吐出がカーテン効果となり、中側のサテライトが多いノズル列からのミストの拡散を防ぐ（両端のノズル列の内側にミストを閉じこめる）作用が働くものと、本発明者の詳細な観察により確認されている。
【００５７】
本実施例では、各色の吐出時の入力エネルギーや駆動パルス条件を変えることなく、全色顔料インクの粘度ばらつきによる吐出特性差を利用し、ミストの発生を低減させて高品位画像と印刷可能枚数の向上が可能となった。
【００５８】
図１１に本発明の特徴である、被記録媒体上の着弾ドットの画像形成を目的とする吐出ドットの駆動を表すタイミング図を示す。記録情報を一時的に保持するラッチは入力端子から供給される転送クロック（ＣＬＫ）に従って入力端子からシリアルに供給される記録情報（ＤＡＴＡ）を入力し、ラッチに記録情報（ＤＡＴＡ）をパラレルに出力するシフトレジスタである。本実施例の記録ヘッドは、シフトレジスタがラッチに接続され、ある時点ではそのシフトレジスタの出力は、ラッチで保持される。また、複数の記録素子が複数のグループに分割され、入力端子から供給されるブロックイネーブル信号（Block0〜15）に従って特定のグループが選択され、記録素子を駆動するヒート選択回路を有する。記録データに応じてＡＮＤ回路より出力されるヒートパルスと、選択回路より選択されて出力される信号との論理和を取って駆動用ドライバに出力している。こうして出力信号がハイレベルになると、対応する駆動用ドライバがオンして、それに接続されている記録素子に電流が流されて発熱駆動され、ノズル内のインクの核沸騰により吐出口からインク滴が吐出され、被記録媒体上に記録を行なう。本発明は記録情報信号(HEAT)条件を、画像形成を目的とする吐出のHEAT信号と保守吐出を目的とするHEAT信号とでは異なる条件で記録ヘッドに送信する。
【００５９】
（実施例２）
第二の実施例での記録ヘッドの構成は、液滴サイズ約３ｐｌの淡シアン902、イエロー903、マゼンタ904、シアン905、ブラック906、淡マゼンタ907インク吐出用の吐出口列を配置ている。淡シアンはシアンインクと同一の色材で約１／６の色材濃度をもち、淡マゼンタはマゼンタインクと同一の色材で約１／６の色材濃度をもつ。本実施例で使用するシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、淡シアン、淡マゼンタインクは全て顔料インクであり、シアン、マゼンタ、イエローの表面張力は約３０ｍＮ／ｍ、ブラックの表面張力は３２ｍＮ／ｍ、淡シアン、淡マゼンタの表面張力は約４０mＮ／ｍの物性値をもつ。
【００６０】
各色で構成される吐出口列の解像度(ノズルピッチに相当)は１列あたり、６００ｄｐｉで、一色あたり２列の吐出口列を有した構成であり、同一色、同一吐出量のノズル列が６００ｄｐｉずれて千鳥に配されている事により、１２００ｄｐｉの解像度を構成している。駆動電圧は２４V、駆動周波数は３０KHz、キャリッジ走査方向は1200dpiの解像度で印字を行い、キャリッジ速度は25inch/secで移動する。
【００６１】
図２は前記記録素子基板９０１の各ノズル列からインクが吐出している状態を側面から見た図である。図２（ａ）は、従来のノズル列配置での吐出状態を表す。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、淡シアン、淡マゼンタの順にノズル列が配置されており、駆動条件は、駆動電圧２４．０Ｖ、駆動パルスはプレヒートパルス0.30μs、メインヒートパルス0.52μs、プレヒートとメインヒートパルス間の休止時間0.40μsで駆動する。記録ヘッド52は1200dpiの解像度で主走査方向に25inch/secの速度で移動しながら被記録媒体上に駆動周波数30KHzで吐出を行い、記録ヘッド52と被記録媒体(キヤノン製HR-101)との距離は1.5mm間隔ある。このとき各６色の吐出速度は全色ほぼ等しく約16.0m/sであるが、サテライト（図中102の後端サテライト）速度は各色異なっており、シアン、マゼンタ、イエローは約8.5m/s、ブラックは約9.3m/s、淡シアン、淡マゼンタは約12.5m/sとなっている。従って、主滴101から後端サテライトまでの距離(液柱長さ)もそれに応じて異なっており、その結果、液柱から分離するサテライトの個数も異なってくる。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのサテライト数は４〜６個、淡シアン、淡マゼンタのサテライト数は２〜３個発生している。
【００６２】
本発明者の詳細な観察により、上述の各色のサテライト個数の違いはインクの表面張力に因るところが大きいとの知見を得た。つまり、インクの表面張力が小さいほどサテライト数は増加し、ミスト量は増え、機内汚染は増していく。
【００６３】
図２（ｂ）は、本実施例の吐出状態を表したもので、ノズル列は淡シアン、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、淡マゼンタの順に配置されている。各色の吐出状態、及び、駆動条件は図２（ａ）と同様である。このノズル配列によると、両外側のノズル列である淡シアンと淡マゼンタのインク表面張力（４０ｍＮ／ｍ）は他のインク粘度（３０〜３２ｍＮ／ｍ）より大きいため、サテライト数が少なく、ミスト量が少なくなる。このヘッド構成において印刷枚数と機内汚染との関係は、前記第１の実施例に示した結果と同様で従来ヘッドに比べて機内汚染の状態は低減されており、本記録装置の規格印刷枚数である１５００枚以上の印刷が可能となっている。第１の実施例と同じくサテライトの少ないインク種のノズル列を両端に配置することによって、各色吐出時に両端のノズル列からの吐出がカーテン効果となり、中側のサテライトが多いノズル列からのミストの拡散を防ぐ（両端のノズル列の内側にミストを閉じこめる）作用が働くものと、本発明者の詳細な観察により確認されている。
【００６４】
本実施例でも、第１の実施例と同じく各色の吐出時の入力エネルギーや駆動パルス条件を変えることなく、全色顔料インクの粘度ばらつきによる吐出特性差を利用し、ミストの発生を低減させて高品位画像と印刷可能枚数の向上が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明における実施例の記録液滴吐出状態を表した図。
【図２】本発明における第２の実施例の記録液滴吐出状態を表した図。
【図３】従来ヘッドの印刷枚数と機内汚染の関係を表したグラフ。
【図４】本発明ヘッドの印刷枚数と機内汚染の関係を表したグラフ。
【図５】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図。
【図６】インクジェット記録ヘッドの制御回路の構成を示すブロック図。
【図７】本発明のにおける記録ヘッドカートリッジを示す斜視図(タンク側から見た)。
【図８】本発明のにおける記録ヘッドカートリッジを示す斜視図(記録ヘッド側から見た)。
【図９】本発明の記録素子基板を吐出口からみた平面図。
【図１０】本発明の記録素子基板を吐出口からみた拡大平面図。
【図１１】本発明における実施形態の駆動タイミング図。
【符号の説明】
【００６６】
１  記録ヘッドカートリッジ
２  キャリッジ
３  ガイド・シャフト
４  主走査モータ
５  モータ・プーリ
６  従動プーリ
７  タイミング・ベルト
８  ホームポジションセンサ
９  遮蔽板
１０  被記録媒体
１１  給紙モータ
１２  ピックアップローラ
１３  オートシードフィーダ
１４  搬送ローラ
１５  ＬＦモータ
１６  ペーパーエンドセンサ
２１  コントローラ
２２  ＣＰＵ
２３  ＲＯＭ
２４  ＲＡＭ
２５  ホスト
２６  インターフェース
２７  電源スイッチ
２８  回復スイッチ
２９  センサ
３０  温度センサ
３１  ヘッドドライバ
３２  吐出ヒータ
３３  サブヒータ
３４  モータドライバ
３５  主走査モータ
３６  副走査モータ
３７  モータドライバ
３８  給紙モータ
３９  モータドライバ
５１  記録ヘッド部
５２  記録ヘッドカートリッジ
５３  インクタンク
５４  シアンインクタンク
５５  マゼンタインクタンク
５６  イエローインクタンク
５７  ブラックインクタンク
５８  淡シアンインクタンク
５９  淡マゼンタインクタンク
６０  記録素子ユニット
６１  インク供給ユニット
６２  プレート
６３  電気コンタクト基板
６４  タンクホルダー
９０１  記録素子基板
９０２  淡シアンインク吐出口列
９０３  イエローインク吐出口列
９０４  マゼンタインク吐出口列
９０５  シアンインク吐出口列
９０６  ブラックインク吐出列
９０７  淡マゼンタインク吐出口列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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